内容正文:
这是一套用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的装置,经检查气密性完好,分液漏斗中加有适量的过氧化氢溶液,锥形瓶中加有少量二氧化锰,连接好整套装置,将集气瓶中装满水,盖上毛玻璃片。倒置在装有水的水槽中。打开分液漏斗的活塞。使过氧化氢溶液以适当的速度滴入。等生成的氧气排进锥形瓶中的空气导管出口,由氧气平稳的排出后,用排水集气法将生成的气体收集在集气瓶中。当集气瓶口有气体溢出时,说明氧气已充满集气瓶。用毛玻璃片在水面下盖住瓶口后将集气瓶取出,正立放置于。
人教版九年级上册
2.3 制取氧气
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制取气体我们一般从这几方面去考虑
1、制取气体的原料
2、制取气体的原理(即反应的化学方程式)
3、反应的装置,包括发生装置和收集装置
4、装置气密性的检查
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氧气的制取
一、氧气的实验室制取
1、原料
高锰酸钾 (KMnO4)
紫黑色颗粒
过氧化氢 (H2O2)
无色液体
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2、制取氧气的原理(反应的化学方程式)
(1)用加热分解高锰酸钾的方法来制取氧气
高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
加热
(KMnO4 ) (K2MnO4 ) (MnO2)( O2 )
(2)分解过氧化氢 (双氧水) 的方法来制取氧气
过氧化氢 水 + 氧气
二氧化锰(MnO2)
(H2O2) (H2O) (O2)
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3、制取气体的装置
(发生装置) (收集装置)
实验装置包括气体发生装置和气体收集装置。
(1)气体发生装置选择的依据
A、反应物的状态
B、反应发生的条件
(2)常见的发生装置
固液反应且反应不需加热
固体且反应需加热的条件
气体发生装置
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催化剂
在用氯酸钾和双氧水制氧气的实验中都用到二氧化锰,
在这些反应中,二氧化锰只起改变其他物质的化学反应速度,而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变,这种物质叫做催化剂,工业上又叫做触媒。
催化剂的特点———“一变”“二不变”
“一变”:
改变其他物质的化学反应速度
“二不变”:
自身的质量和化学性质不变
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(5)用外焰加热
用该反应装置的注意事项:
(1)试管口略向下倾斜:
防止冷凝水倒流使试管破裂
(2)夹持试管中上部
(3)导管稍露出胶塞:
便于气体的导出
(4)试管外壁不能有水
防止试管破裂
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气体收集装置
(1)选择气体收集装置的依据
A、气体的密度 B、溶解性 C、是否与空气和水反应
(2)收集装置的类型
A、排水法:
收集不易或难溶解于水,且不与水反应的气体
适用于密度比空气大,且不与空气中的成分反应的气体
B、向上排空气法:
C、向下排空气法:
适用于密度比空气小,且不与空气中的成分反应的气体
活动
1.如图 3-16, 在分液漏斗中加入 20~50 毫 升 15% 的 H2O2,在烧瓶中加入 50 毫升水及 0.5 克 MnO₂。
图3-16 制取氧气的装置
MnO₂
H2O2
2.转动分液漏斗的活塞,滴加过氧化氢,待装置中排净空气后,用排水法收集气体并验证收集的是氧气。
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过氧化氢溶液制取氧气的实验步骤:
1.检查装置的气密性
装置气密性的检查方法:
方法1、如图,将导管的出口浸入水中,手握试管、烧瓶等容器,如果有气泡从导管口逸出,放手后导管末端回流一段水柱,表明装置不漏气。
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方法2、如图,从漏斗注入一定量的水,使漏斗下端浸没,塞紧橡皮塞,夹紧弹簧夹后,继续加水,使漏斗管内的液面高于瓶内液面,停止加水观察。液面差不变,表明装置不漏气。
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过氧化氢溶液制取氧气的实验步骤:
1.检查装置的气密性
2.向锥形瓶中加入二氧化锰固体。
3.塞好带有分液漏斗(或长颈漏斗)和导管的双孔塞。
4.向分液漏斗(或长颈漏斗)加入过氧化氢溶液。
5.用排水法收集气体。
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氧气的收集:
氧气不易溶于水。
氧气的密度比空气略大。
因此收集氧气可用排水法收集也可用向上排空气法收集
①装满水的集气瓶盖上玻璃片,倒立在水槽;
排水法收集的过程:
②连续均匀冒出气泡时,导管口放入瓶口;
③当气泡从瓶口逸出时,瓶口盖住玻璃片;
④将集气瓶移出水面,正放在桌面上。
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视频:双氧水制氧气
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而在工业生产中往往需要用到大量的氧气。
在实验室里只能制取少量的氧气,
在工业上怎么来制取大量氧气呢?
(1)空气冷冻分离法:
空气 液态空气
氮气(沸点较低-196℃)
(降温)
氧气(沸点较高-183℃)
(加压)
蒸发
原理:
利用氮气和氧气的沸点不同
先汽化
(2)膜分离技术
空气 富集氧气
一定压力下
具有富集氧气功能的薄膜
二、工业上制氧气
思考与讨论
1、KMnO4 K2MnO4 +MnO2 +O2
加热
2、H2O2 H2O + O2
二氧化锰
下列四个化学反应的反应物和生成物的种类和数量有什么相同之处?
3、S + O2 SO2
点燃
4、Fe + O2 Fe3O4
点燃
1、2相同之处:
反应物为一种,生成物为两种或两种以上;
分解反应:
由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应
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特点:一变多 表示:A →B+C+……
3、4反应的相同之处:
反应物为两种,生成物为一种;
化合反应:
由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应
特点:多变一 表示:A + B+……→ C
当堂检测
1、下列不能用于实验室制氧气的物质是( )
A.锰酸钾 B.氯酸钾
C.高锰酸钾 D.双氧水
A
2、实验室用加热高锰酸钾和排水法制取氧气的实验中,下列操作说法正确的是( )
A. 应向试管中加入大量药品,以产生更多氧气
B. 导管冒出气泡时应立即收集,以免氧气浪费
C. 应先给试管均匀预热,后集中药品部位加热
D. 结束时应先熄灭酒精灯,后将导管移出水面
C
当堂检测
3、如图是有关氧气的收集、检验及验满的实验操作,其中正确的是( )
A.收集 B.收集 C.检验 D.验满
A
4、下列变化中属于分解反应的是 ( )A.分离液态空气制氧气 B.加热氯酸钾和二氧化锰制氧气C.蜡烛燃烧 D.粗盐提纯
B
当堂检测
5、小明同学在探究“氧化铁是否可以作过氧化氢分解反应的催化剂”中进行了如下实验。
实验I:在装有10毫升5%的过氧化氢溶液的试管中,加入一生锈的铁钉(铁锈的成分是氧化铁),观察到试管中很快出现了大量气泡。
实验II:取10毫升5%的过氧化氢溶液于另一支试管中,加入铁,没有观察到明显现象。
(1)实验I中小明要检验试管中出现的气泡是氧气的操作是:__________________________________________________________。
(2)小明通过设置实验II的目的是_________________________。
(3)小明得出氧化铁可以作过氧化氢分解反应的催化剂的结论。小红认为这样不恰当,还需要继续实验,需验证氧化铁的_________________________在反应前后保持不变。
用一根带火星的木条伸入试管,若带火星的木条复燃,则证明生成了氧气
设置对照组,排除铁能加快过氧化氢的分解
质量和化学性质
课堂总结
工业制取:冷冻分离、膜分离
氧气的制取
实验室制取
原理:含氧化合物分解
催化剂:一变二不变
步骤:
Lavf58.12.100
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